路基连续压实试验段施工技术方案定稿.docx
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路基连续压实试验段施工技术方案定稿
新建铁路
北京至沈阳铁路客运专线（辽宁段）站前工程TJ-10标段
基床表层以下路堤填筑连续压实
实验段施工方案
编制：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
审核：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
批准：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
中国铁建大桥工程局集团有限公司
京沈客专辽宁段TJ-10标工程经理部
二○一五年六月
1、工程概述1
1.1、工程简况1
1.2、设计简况1
1.3、编制依据1
1.4、实验段地设置2
1.5、实验段地实验目地和内容2
2、施工计划及组织安排4
2.1、施工计划4
2.2、组织机构4
2.3、实验段施工准备4
2.4、填料制备5
2.5、填料要求5
3、主要施工方案5
3.1、施工工艺流程5
3.2、路基实验段地施工准备7
4、施工方法及措施8
4.1、测量放样8
4.2、基底沉降板地埋设8
4.3、卸土控制8
4.4、摊铺整平9
4.5、洒水晾晒9
4.6、路基碾压9
4.7、压实检测9
4.8、续压检测10
4.9、数据分析10
4.10、后续实验10
4.11、数据采集10
4.12、数据整理分析10
4.13、两侧区域填料地相关实验数据确定10
5、主要施工机械设置配置11
6、关键工序及质量控制11
6.1、实验成果书11
6.2、实验段注意事项11
6.3、质量保证措施12
7、安全及环保要求15
7.1、建立安全保证体系15
7.2、分析安全难点,确保安全管理重点15
7.3、安全管理措施15
基床表层以下路堤填筑连续压实实验段施工方案
为确保路堤填筑质量,为后续施工提供可靠地施工工艺参数,确定适合本地区填料施工地最佳方案,指导以后大面积路堤填筑施工,特编制本实验段方案.
1、工程概述
1.1、工程简况
中铁建大桥工程局京沈客专辽宁段TJ-10标二工区起止里程为DK592+400～DK605+320.95,正线全长12.92km.其中,路基为6.056km,分别为区间路基DK592+840～DK593+917.83段1.077km,DK597+738.46～DK600+213.5段2.475km,DK600+271.7～DK601+608.3段1.336km,DK601+648.1～DK602+815.5段1.167km.
1.2、设计简况
本工区路基主要为路堤填筑施工,长度为6.055km.基床厚度为2.7m,上部设置砼基床,顶宽8.9m,基床依次为0.5m厚地C35砼,0.98m厚地C20砼,0.67m厚掺5%水泥级配碎石,0.55m厚地A、B组土基床底层,基床以下填筑A、B、C组土.
本工区路基属于季节性冻土带,最大冻深为1.48m.地质条件以粉土、粉质黏土安山岩为主,地质承载力较好,路基基底采用换填处理措施.路基标准断面如下图1所示.
图1路基标准断面图
1.3、编制依据
（1）《铁路路基填筑工程连续压实控制技术规程》（TB10108-2011）；
（2）《高速铁路路基工程施工质量验收标准》（TB10751-2010）；
（3）《高速铁路路基工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）；
（4）《铁路路基工程施工安全技术规程》 TB10302-2009
（5）设计文件及2015路联设计连续单
1.4、实验段地设置
根据本工区目前取土场、现有交通、水电情况等综合分析比较,拟将DK601+303.47～DK601+541.68段路基作为基床表层以下路堤填筑连续压实实验段,全长238.21m,计划填筑3层,施工时间为2015年6月10日-2015年6月15日.
1.5、实验段地实验目地和内容
1.5.1、实验目地
确定相同压实机械,在同类填料地前提下,分不同厚度进行碾压,确定施工过程中填料含水率地控制范围、适宜地松铺厚度、碾压遍数及施工工艺、施工组织、施工机械,在达到各项设计要求地同时,选定最佳地机械配套和施工组织,从而指导下步路堤填筑施工.
在延用传统路基检测工艺保证路基施工质量地同时,为避免常规路基检测地费时费力,在路基连续压实施工各部位地全宽度内进行工艺实验,在原有地常规填筑工艺基础上,确定合理地VCV目标值和压实遍数,针对不同填料类型、填层高度、压实机械及不同工况对VCV值可能造成地影响进行摸索总结,并不断进行目标值调整,最大程度优化路基填筑地高效性和经济性,同时保证工程质量,加快工程进度.
1.5.2、实验范围
本次实验包含基床以下路堤及基底换填本体核心区域和两侧区域施工工艺（含检测手段）.
实验段核心区及两侧填料,实验室进行有代表性取样,并进行天然两侧密实度、含水量、颗粒分析、有机质含量和重型击实实验,确定出土地最大干密度、最佳含水量.通过上述实验确定填料分类,再确定填料安排.
1.5.3、实验内容
第一步：
确认松铺厚度、碾压遍数（固定压路机YZ222）
本实验段填料虚铺厚度采用35cm、40cm两种进行工艺实验,压路机行进速度为2km/h.碾压时,采用先静压、后弱振、再强振地方式,最后静压收光.拟静压1遍,弱振2遍,强振2遍,弱振1遍（检测）,静压1遍作为一次组合碾压；以后每次组合增加强振1遍；直至满足要求为止.每一次组合碾压后按规范要求进行取样测试,检测工程具体详见《基床以下路堤填筑压实标准》、《基床底层压实标准》.根据实验结果,确定合理地松铺厚度h和碾压遍数N.
第二步：
实验压路机行进速度
在第一步得到地合理松铺厚度h地基础上,压路机以3km/h、4km/h按第一步确定地合理地次序和遍数进行碾压,测试不同行进速度碾压后地地基系数K30,根据实验结果提出合理地、经济可行地压路机行进速度.
第三步：
连续压实地相关系数
在三种压实状态区域内分别选取常规检测点位,按照现行标准要求进行常规指标检测,取得常规指标与振动压实值地检测数据,然后确定相关系数,形成校验报告并指导施工段质量控制.实验段内容如下表1所示.
表1路堤填筑实验段实验内容
机械
类型
压路机速度
松铺厚度
填层
压实方法及检测实验
碾压不检测
每碾压1遍按规定工程和频次检测
22T
2km/h
35cm
1
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
3km/h
35cm
1
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
4km/h
35cm
1
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
2km/h
40cm
2
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
3km/h
40cm
2
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
4km/h
40cm
2
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
调整速度
调整层厚
3
静压1遍,弱振2遍
强振n遍
弱振检测1遍,静压收光1遍
合适速度
合适层厚
4
合适碾压遍数,确定同种填料情况下,连续压实地相关系数
5
与核心区不同填料地两侧区域按照1-4层实验
通过以上实验选择：
（1）核心和两侧填料地合适地施工含水率
（2）核心和两侧填料合适地松铺厚度（松铺系数）
（3）合适地压实机械和走行速度
（4）核心和两侧填料合适地压实遍数
（5）合理地上料、摊铺、平整、碾压机械组合（合适地填筑分段长度）
（6）核心和两侧填料连续压实实验地相关系数
（7）科学地施工组织
2、施工计划及组织安排
2.1、施工计划
本工区实验段拟计划于2015年6月10日开始施工,2015年6月15日结束,实验段施工完成3天后,提交实验段总结报告.
2.2、组织机构
按照标准化管理要求本区段路基施工由路基架子队负责施工.组织机构及人员分工如下所示.
表2组织机构及人员分工表
序号
组织机构
负责人
工作职责
1
工区经理
胡云丰
负责路基填筑施工地全面统筹安排和管理工作
2
技术负责人
于文涛
负责路基填筑施工地全面技术指导
3
主管工程师
刘旭
负责制定路基填筑连续压实控制技术施工方案,现场进行技术指导,负责记录施工过程各项参数
4
质量部
曹辉
负责路基填筑过程地质量控制和质量检验
5
安全部
刘家秋
负责现场施工安全防护,确保路基填筑过程机械、
人员安全生产
6
物资设备部
孙宝斌
负责路基填筑所需地所有材料及时送样和正常供应,负责机械设备及时到位和正常使用
7
实验室
薄庆伟
负责路基填筑地各类实验和检测工作
8
测量班
王磊
负责路基填筑施工放样及沉降观测等相关工作
架子队设队长1名,技术负责人1名,现场领工员2名,技术员2名,质量员1名,安全员1名,实验员2名,测量员2名,材料员1名,工班长2名.其他人员共20名.
2.3、实验段施工准备
本工区路基用于路基本体核心区域和两侧区域填筑所用填料均经实验室抽样自检,并由监理工程师平行检测合格.同时填料膨胀性已委托第三方检测机构进行检测,均满足要求.
2.4、填料制备
新民市梁山镇周坨子采石场：
自由膨胀率0%,蒙脱石含量6.27%；阳离子交换量105.6mmol/kg,用于核心区域填筑.
宋家采石场：
自由膨胀率29%,蒙脱石含量27.35%,阳离子交换量500.5mmol/kg,用于两侧区域填筑.
2.5、填料要求
（1）路堤基床底层以下路堤填料最大粒径应小于75mm.
（2）路堤基床底层填料最大粒径应小于60mm.
3、主要施工方案
3.1、施工工艺流程
3.1.1、路基填筑按照“三阶段、四区段、八流程”进行施工：
如下图2所示.
准备阶段
竣工验收阶段
施工阶段
碾压区段
平整区段
填土区段
施工准备
基底处理
分层填筑
摊铺整平
洒水晾晒
碾压夯实
路基整修
检验签证
检测区段
图2“三阶段、四区段、八流程”工艺流程图
3.1.2、路基连续压实相关性校验工艺流程.如图3所示.
图3路基连续压实相关性校验工艺流程图
3.1.3、连续压实过程控制工艺流程.如图4所示.
图4连续压实过程控制工艺流程
3.2、路基实验段地施工准备
3.2.1、测量工作
根据设计院地交桩资料进行施工复测,恢复线路中心桩位,加密水准点,测量路基横断面,放出征地线边桩.填前碾压完成并经验收达规定地压实度后,对换填基底和路基坡脚线进行断面测量,以确定填方工程数量并作为计量支付地依据.测量结果经监理工程师复核签字认可即可测设路基坡脚线及中线.
3.2.2、填料选择和室内实验
实验段路基路堤以下换填层核心区域选择级配不好地含土细角砾B组料,两侧区域选择路堑段经过加工地A、B组料,颗粒粒径不得大于60mm；实验段填筑土方在取土场进行取样后,分别进行颗粒筛分、标准击实等实验,实验方法按《铁路工程土工实验规程》（TB10102-2010）规定进行实验.
3.2.3、技术管理准备
本实验段成立以总工为首地技术管理梯队,组织各技术管理人员进行图纸、设计说明、路基施工规范质量验收标准、实验规范和标准、设计规范、安全、环保等相关规范规定地学习和交流.做到能以一个具体地施工技术指导施工作业,能有效组织技术资料数据汇总,做出具有实质性地技术参数,以更好地指导今后地施工.
3.2.4、实验准备
3.2.4.1、明确实验方法,配备实验仪器和专业人员,专职实验员对路基检测工艺熟知.
3.2.4.2、质量检测
质量控制采用“定人、定位”地原则进行检测,“定人”指地是同一种检测方法始终由同一实验员进行操作；“定位”指地是检测点位相对固定.质量检测在本实验段中有两个目地：
一是为了加强施工过程控制,在工艺实验地各阶段进行质量检测,确保工程质量；二是为了掌握各种实验工艺与检测方法之间地关系.
3.2.5、施工准备
实验段范围内便道已贯通,包括填料运输道路均已完毕.在路基两侧设置临时排水沟,按实验方案配备作业人员及机械设备.经培训符合要求后,人员方可上岗；机械设备经检查验收后,方可进场作业.根据本标段作业要求,施工人员和机械提前进场,配置相应地人员与机械.
4、施工方法及措施
4.1、测量放样
施工时按图纸要求进行现场放样,放出路基中心线、核心区和两侧区域地边界线、两侧坡脚线,每30m钉出边线木桩,填料地摊铺厚度根据车载方量以划定网格和边桩挂线地方式来控制.工程技术人员、测量人员共同在各横断面处,按中线、设计左右边线处用水准仪分别在填土前、精平后、压实后测量填土标高,并在边桩上标示出填土高度,拉线用以控制填筑厚度.
4.2、基底沉降板地埋设
为随时掌握基底地稳定情况,按设计要求地里程部位及时设置沉降板,沉降板埋设时先将地面平整,并铺设10cm地中粗砂,然后将沉降板放入,保证沉降板底板地水平及测杆地垂直,套上套管,施工时注意保护沉降观测设备,在沉降观测设备1m范围内采用小型打夯机分层夯实.当填筑高度小于2m时,每两天进行观测一次,超过2m后,每天进行观测,在沉降速率较大时,还应加密观测.
4.3、卸土控制
为便于比较,路基实验段第一层松铺按35cm、第二层松铺按40cm、第三层根据前两层实验参数进行调整松铺厚度,保证压实厚度最接近30cm.填土区段内按照网格法布料,纵向网格线间距不得大于10m.网格线间距根据运料车地车容量计算确定,采取单车一格卸料（如图5）.布料网格面积=每车运量÷摊铺厚度.卸土布料必须有专人指挥,确保卸料均匀,便于摊铺、平整,用以控制推土机作业厚度.路基本体核心区域填料与两侧AB料同时进行填筑.
图5网格法布料示意图
4.4、摊铺整平
路堤按横断面全宽、纵向水平分层填筑.按核心区域和两侧区域分界线从路堤两侧向中间填土.首先采用推土机进行初平,再用平地机进行精细平整,从而保证每一层地平整度及厚度均匀,挂线控制松铺厚度.初步整平后,按分层松铺厚度要求检查填料地松铺厚度,必要时应进行补料或减料.要求每一层填筑时须形成4%地人字形横坡.精平后,由工程技术人员、测量人员共同在各横断面处,按中线、设计左右边线处用水准仪测量松铺顶面标高,确定实际松铺厚度.
4.5、洒水晾晒
填筑过程中,应随时检测填料含水率、松铺厚度等相关实验系数并做好记录,及时调整填料地含水率.实验人员现场进行填料含水率检测,如小于最佳含水率,则适当洒水,如大于最佳含水率,则适当晾晒,确保填料在最佳含水率地±2%范围内.
4.6、路基碾压
当松铺厚度、平整度符合要求时开始碾压.碾压采用22t压路机,压实宽度为2170mm.碾压遍数按下表进行,相邻轮迹重叠不大于0.1m,相邻两区段纵向重叠不小于2m,上下两层填筑接头应错开不小于3m,以保证无漏压、无死角,确保碾压地均匀性.实验段压实状态分区如下表3所示.
表3实验段压实状态分区
区域
压实度
压实状态
碾压遍数
AB组料
＜80%
轻度密实
静压1遍,弱振2遍
80%～90%
中度密实
强振2遍
＞95%
重度密实
强振n遍,静压1遍
4.7、压实检测
初压结束后,进行压实指标检测.以压实度K为主控指标,K30作为填土高度0.9m时检测指标.同时,由工程技术人员、测量人员共同在各横断面处,按中线、设计左右边线处用水准仪测量压实后顶面标高,确定实际压实厚度.（检验数量：
施工单位沿线路纵向每100m每压实层抽样检验压实系数6点,其中：
左、右距路肩边线1m处各2点,路基中部2点；每100m每填高约90cm采用K30抽样检验地基系数4点,其中：
距路基边线2m处左、右各1点,路基中部2点）.
4.8、续压检测
对实验段路基进行续压续检,每强振二遍检测一次,检测方法同前.并认真记录松铺厚度、压实厚度、碾压次数、压实质量等相关数据.
4.9、数据分析
详细记录填料类别、含水量、机械种类、碾压遍数、行驶速度、摊铺厚度、不同压实遍数后地压实厚度及对应实验数据.
以EXCEL表格形式,对松铺厚度及压实厚度、碾压遍数及强振遍数、含水率及实验数据进行对应记录,同时绘制关系图.
4.10、后续实验
第二层按松铺厚度40cm施工,实验方案同上.第三层根据松铺系数、结合实验参数,确定松铺厚度,实验方案同上,实验检测增加K30,进行三项指标控制.
4.11、数据采集
在确定了松铺厚度、碾压遍数和压路机地行走速度之后,用连续压实设备进行数据采集.轻度区：
场地准备工作完成后,使用弱振检测.压路机应保持固定时速进行平碾,不得倒车.时速宜控制在2km/h,不应大于4km/h.然后根据振动压实曲线,在曲线变化平缓地位置选1个点（原则上是每隔10m范围取一点）,每个压实区选6个点,选取该点进行K30测试；每个点K30做1次；实验严格按相关规程操作,应等待每一级加载稳定后方可进行下一级加载；同时做好所取点地VCV值记录；中度区和重度区,同样遵循上述流程进行取点,然后对所取地6个点进行K30测试,并做好实验记录；
4.12、数据整理分析
数据分析处理地步骤地要求如下：
对检测数据进行筛选,剔除掉异常数据后,将每个检测点地VCV与K30检测数据采用最小二乘法进行相关性分析,如相关系数大于0.7,则相关性成立.然后根据施工质量验收标准中规定地压实指标最小值计算所对应地振动压实值,即得到在这一填料类型和施工条件下,连续压实检测地控制指标VCV值.
4.13、两侧区域填料地相关实验数据确定
对于非同种料源地两侧区域填料,按照1-3层地实验流程重新确定两侧区域地碾压遍数、松铺厚度.
5、主要施工机械设置配置
实验段主要施工机械配置如下表4所示.
表4主要机械设备表
序号
机械设备名称
规格型号
数量
机械性能
备注
1
挖掘机
PC210
2台
良好
挖、装、拌
2
挖掘机
日立200
3台
良好
挖、装、拌
3
推土机
140
4台
良好
初平、稳压
4
压路机
22t
3台
良好
碾压
5
平地机
PY190C
3台
良好
摊铺整平
6
自卸汽车
20T
20辆
良好
运输
7
连续压实设备
3套
良好
过程检测
8
电子水准仪
DINI12
1台
良好
9
水准尺
2m铟瓦尺
2把
良好
10
钢尺
50m
2把
良好
11
数显鼓风干燥箱
HG-101
1台
良好
12
灌砂筒
Ø200
2套
良好
13
动态变形模量测定仪
GTJ-Evd
1台
良好
14
电动击实仪
JZ-2D
1台
良好
15
平板载荷测试仪
K-30
2台
良好
16
电子秤
ACS-30-JZ
2台
良好
17
电子天平
TD20002
1台
良好
18
小型振动夯
5台
良好
6、关键工序及质量控制
6.1、实验成果书
施工完成3日内,完成数据分析,确定经济、合理、成熟地施工工艺,完善实验成果书,报监理工程师验收合格后,本管段基床表层以下填料填筑按此方案实施.
6.2、实验段注意事项
6.2.1、路基填筑严格采用方格网控制填料量,在施工摊铺过程中要保证填料地均匀性和压实质量.
6.2.2、技术员全过程旁站,做好施工记录,为实验总结提供第一手资料.
6.2.3、凡沉降板附近一M范围内土方采用人工摊平及小型机具碾压,不得采用大型机械推土及碾压,并配备专人负责,以确保元器件不受损坏.
6.2.4、核心区域和两侧区域分界线要明确,压实顺序应按先两侧后中间,先静压后弱振、再强振、最后静压收光地操作程序进行碾压.
6.2.5、通过相关性校验实验,确定连续压实振动目标值VCV；
6.2.6、以目标值为依据进行路基连续压实过程控制,在任意单位区域压实程度达到目标值前后分别进行常规检测K30实验进行验证；
6.2.7、经验证路基压实合格后,辅以常规检测K；
6.2.8、因压实机械、填层厚度、填料类型、含水量变化等原因,可能会造成目标值VCV地变化,所以将随时进行VCV调整以便最大程度符合现场实际.
6.2.9、根据不同工况下调整后地目标值指导路基填筑施工,使施工过程高效、经济.
6.3、质量保证措施
6.3.1、质量保证制度
（1）坚持质量标准,进行质量策划
坚持《高速铁路路基工程施工技术指南》和《高速铁路路基工程施工质量验收标准》对路基施工地要求,严格执行设计文件,认真落实“实验先行,样板引路”,进行工艺实验,取得可行性成果后,有序展开大面积施工,确保施工质量,避免盲目施工.对参与实验段管理、施工人员加强质量意识教育,把质量控制放在工作地首位.制定合理地施工生产计划,确保施工过程处于受控状态.路堤填筑压实质量及检验标准如下表5、表6、表7、表8所示.
表5基床以下路堤填筑压实质量及检验标准
指标
压实标准
砂类土及细砾土
碎石类及粗砾土
压实系数K
≥0.92
≥0.92
地基系数
K30（Mpa/m）
≥110
≥130
表6基床以下路堤顶面压实宽度、横坡地允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验工程
允许偏差
施工单位检验数量
检验方法
1
顶面路基压实宽度
不小于设计宽度
沿线路纵向每100m各抽样检验3个断面
尺量
2
顶面横坡
±0.3%
坡度尺量
表7基床底层压实标准
指标
压实标准
化学改良土
砂类土及细砾土
碎石类及粗砾土
地基系数
K30（Mpa/m）
—
≥130
≥150
动态变形模量Evd（MPa）
—
≥40
≥40
压实系数K
≥0.95
≥0.95
≥0.95
7d饱和无侧限抗压强度qu（KPa）
350（550）
—
—
表8基床底层厚度、顶面宽度、顶面横坡地允许偏差、检验数量及检验方法
序号
检验工程
允许偏差
检验数量
检验方法
1
厚度
±30mm
沿线路纵向每100m抽样检验3点
尺量
2
顶面宽度
不小于设计
沿线路纵向每100m抽样检验3点
尺量
3
顶面横坡
±0.3%
沿线路纵向每100m抽样检验3个断面
坡度尺量
（2）建立内部质量“三检”制度
建立“工程架子队、实验室、工班作业层”三级质量检查制度,工程部采取定期和不定期相结合地方式.质量检查由主要领导组织有关部门人员参加,外业检测、内业检查分别进行.
路基架子队设立专职质检人员,对施工过程地质量实施检查控制,做好隐蔽工程地自检工作.质量验收,严格采取“自检、互检、交接检”地三检制度,“三检”合格后,报请监理工程师验收.
加强与建设、监理、设计单位地密切配合,服从质量监督和建设、监理单位对工程质量地检查.严格执行隐蔽工程检查制度,对监理工程师和建设单位代表进行地随时抽查和重点检查提供必要地检查条件,对检查提出地质量问题,必须及时采取有效可靠地措施进行返工或返修.
（3）坚持图纸审核、技术交底制度
施工前,由工程部工程部组织参加实验段施工地有关技术、质量管理人员认真熟悉审核图纸,领会设计意图,确保施工地正确性和有效性.根据实验段实验方案,编制可操作地技术交底书,做到分工明确,责任到人.
（4）建立测量制度
加强测量复核制,测量人员必须进行换手测量复核.架子队成立沉降观测组,坚持对实验段内基底沉降情况进行跟踪量测,对数据进行详细分析,以数据指导施工进度,对路基施工进行动态施工管理.
（5）建立教育、培训、持证上岗
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